А если в место склейки загоните еще и Стеклопластиковую арматуру... ва-аще будет Красота.
А вот с этим проблема. Ткань или рубленное стекловолокно можно запрессовать, а вот как запрессовать в деревяху арматуру, без излишнего слоя смолы?
Отправлено 30 апреля 2017 - 20:46
Отправлено 30 апреля 2017 - 21:45
Лучше хоть в чем то быть гением, чем .............просто болтуном )
Я считал композитные балки перекрытий, композитные же стропильные фермы, включенные в работу композитные анизотропные покрытия, делал экспертизу проектов с применением композитной арматуры, ну и свою самостройную опять-таки композитную лодку (от клотика до киля) и сноуборд для себя. Хотите, я посчитаю Вам мачту хоть из стекла, хоть из угля, хоть из дерева, хоть из люминия? Заплатите - посчитаю. (Впрочем, для Вас ничего ни за какие деньги не стану делать)
Зачем Вы спрашиваете методику расчета если Вы в ней не буквы не поймете? Вы спрашиваете, да еще "с конкретными примерами", прекрасно понимая и расчитывая на то, что я не стану рыться в своих архивах, копировать, сканировать и постить сюда многостраничные расчеты. Все это, чтобы меня подловить, а себя выставить этаким героем-разоблачителем.
Вот только, таким разоблачителям грош цена. О жесткости, прочности, композитах Вы рассуждаете бытовыми категориями. А беретесь судить меня и позволяете себе оскорбления в мой адрес. Как это называется, думаю, Вы сами знаете...
Пожалуйте в черный список
Сообщение отредактировал dreamer: 30 апреля 2017 - 21:54
Отправлено 30 апреля 2017 - 22:18
Зачем Вы спрашиваете методику расчета если Вы в ней не буквы не поймете? Вы спрашиваете, да еще "с конкретными примерами", прекрасно понимая и расчитывая на то, что я не стану рыться в своих архивах, копировать, сканировать и постить сюда многостраничные расчеты. Все это, чтобы меня подловить, а себя выставить этаким героем-разоблачителем.
Вы наверное и лечить умеете по фотографии ?
Сообщение отредактировал maxalex: 30 апреля 2017 - 22:27
Отправлено 01 мая 2017 - 05:34
Пытаться добится результата изменением толщины слоя - тупиковый путь. В таком случае алюминиевая мачта будет однозначно лучше по своим характеристикам
Это "путь" вполне естественный, так как момент сопротивления пропорционален (почти) толщине стенки пустотелой балки, пенопластовый наполнитель можно в расчёт не принимать. Удваивая толщину стенки, мы получаем вдвое большие жёсткость и прочность. Тупик наступит, только когда всё сечение балки заполнено материалом. А вот увеличивать ширину/диаметр сечения, оставляя неизменной, или, хуже того, уменьшая толщину стенки (дабы не пришлось увеличивать вес) - такой путь чреват наступанием на истоптанные предшественниками грабли, так как потребует учёта возможной потери устойчивости, что ни численно, ни экспериментально на образце сделать сколь-нибудь достоверно невозможно.
А алюминиевая мачта конечно будет однозначно лучше стеклянной, что вроде уже понял ТС.
Отправлено 01 мая 2017 - 08:49
+++++5Это "путь" вполне естественный, так как момент сопротивления пропорционален (почти) толщине стенки пустотелой балки, пенопластовый наполнитель можно в расчёт не принимать. Удваивая толщину стенки, мы получаем вдвое большие жёсткость и прочность. Тупик наступит, только когда всё сечение балки заполнено материалом. А вот увеличивать ширину/диаметр сечения, оставляя неизменной, или, хуже того, уменьшая толщину стенки (дабы не пришлось увеличивать вес) - такой путь чреват наступанием на истоптанные предшественниками грабли, так как потребует учёта возможной потери устойчивости, что ни численно, ни экспериментально на образце сделать сколь-нибудь достоверно невозможно. А алюминиевая мачта конечно будет однозначно лучше стеклянной, что вроде уже понял ТС.
Отправлено 01 мая 2017 - 10:56
Это "путь" вполне естественный, так как момент сопротивления пропорционален (почти) толщине стенки пустотелой балки, пенопластовый наполнитель можно в расчёт не принимать. Удваивая толщину стенки, мы получаем вдвое большие жёсткость и прочность. Тупик наступит, только когда всё сечение балки заполнено материалом. А вот увеличивать ширину/диаметр сечения, оставляя неизменной, или, хуже того, уменьшая толщину стенки (дабы не пришлось увеличивать вес) - такой путь чреват наступанием на истоптанные предшественниками грабли, так как потребует учёта возможной потери устойчивости, что ни численно, ни экспериментально на образце сделать сколь-нибудь достоверно невозможно.
А алюминиевая мачта конечно будет однозначно лучше стеклянной, что вроде уже понял ТС.
А ребра жесткости внутри сткляной мачты религия не позволяет делать?
Отправлено 01 мая 2017 - 11:10
А ребра жесткости внутри сткляной мачты религия не позволяет делать?
А как их внутрь запихать?
Угадаю... сделать заранее при формовке Пенопластовой сордцевины. Сложно и Хлопотно.
Мастеровые люди ( в интернете) делают Деревянно Стеклянную... ну там Произведение Искусства.
Отправлено 01 мая 2017 - 17:37
А как их внутрь запихать?
Угадаю... сделать заранее при формовке Пенопластовой сордцевины. Сложно и Хлопотно.
Мастеровые люди ( в интернете) делают Деревянно Стеклянную... ну там Произведение Искусства.
Ничего там сложного нет. Повозиться - да, придется. А как их сделать - вариантов думаю бесчисленно. Можно предварительно делать, можно сразу формовать.
Отправлено 03 мая 2017 - 18:53
А ребра жесткости внутри сткляной мачты религия не позволяет делать?
А что они дадут кроме дополнительного веса? Момент инерции сечения увеличат? Весьма мало. Квадрат расстояния от ЦТ... Геморрой их формирования несравним с результатом.
На кручение да. Повысят. Только нафиг не нужно.
ЗЫ. Если уж очень хочется пострадать за парусный спорт, то клейте мачту из дерева. Дело хлопотное, но хоть результат может быть достойным.
Отправлено 04 мая 2017 - 00:30
Модуль упругости алюминиевых сплавов ~70 ГПа. Некоторые производители заявляют модуль упругости стеклопластика 55 ГПа , что уже близко к алюминию. Думаю, они лукавят - 55 это скорее Е стекловолокна. Некоторые стандарты рекомендуют принимать Е=17 ГПа. В реальных изделиях видеть Е >11 не приходилось. Справедливости ради, замечу, что изделия "Сухого" или "Роскосмоса" рвать не довелось. При кустарном изготовлении ожидать модуль упругости больше 4-5 ГПа не приходиться.
Вот и прикиньте, во сколько раз надо увеличить момент инерции, чтобы получить жесткость изделия из стеклопластика, сопоставимую с жесткостью алюминиевого.
Жесткость при изгибе ЕJ
где
r -расстояние до оси
S -площадь
А ребра жесткости - они уменьшают свободную длину и обеспечивают местную устойчивость. Ну, слегка добавляют момент инерции.
Отправлено 04 мая 2017 - 11:39
Гибкость мачты обратно пропорциональна моменту инерции сечения и модулю упругости материала. Не меняя материал и не увеличивая момент инерции сечения, уменьшить "излишнюю гибкость" никак не получится. Увеличить же момент инерции сечения рациональнее всего можно добавляя материал на максимально удалённые от центральной оси/нейтральной плоскости участки, то есть, именно увеличивая толщину стенки. Пихать этот материал в рёбра жёсткости, да ещё и при "бесчисленности вариантов" довольно-таки неблагодарное занятие. Наверное, как-то они на устойчивость оболочки будут влиять, знать бы ещё - как именно, но соотношение жёсткость/вес явно будет лучше у мачты с более толстой стенкой без всяких рёбер.Уменьшат излишнюю гибкость мачты, основной недостаток стеклопластиковой мачты.
Отправлено 04 мая 2017 - 12:05
Модуль упругости алюминиевых сплавов ~70 ГПа. Некоторые производители заявляют модуль упругости стеклопластика 55 ГПа , что уже близко к алюминию. Думаю, они лукавят - 55 это скорее Е стекловолокна. Некоторые стандарты рекомендуют принимать Е=17 ГПа. В реальных изделиях видеть Е >11 не приходилось.
E11 ~37 у Т-50, но вряд ли ее можно купить
Отправлено 04 мая 2017 - 12:11
Увеличить же момент инерции сечения рациональнее всего можно добавляя материал на максимально удалённые от центральной оси/нейтральной плоскости участки, то есть, именно увеличивая толщину стенки.
От алюминиевого прототипа раза в четыре, навскидку.
Наверное, как-то они на устойчивость оболочки будут влиять, знать бы ещё - как именно, но соотношение жёсткость/вес явно будет лучше у мачты с более толстой стенкой без всяких рёбер.
Ребра жесткости, торчащие наружу, значительно увеличивают момент инерции и жесткость конструкции. Но тут мы вступаем в противоречие с аэродинамикой
Можно не увеличивать толщину стенки, а вынести тонкую стенку подальше от оси. Вот тут и понадобятся ребра жесткости для уменьшения свободных длин элементов и обеспечения местной устойчивости. Короче, считать надо, что выгодней.
Сообщение отредактировал dreamer: 04 мая 2017 - 12:32
Отправлено 04 мая 2017 - 12:30
О!!!! Не знал, что тут присутствуют такие специалисты по композитам! Будьте добры, покажите методику расчета, только конкретного примера плииз
В КК я выкладывал расчёт стальной балки. Замените материал с его характеристиками, добавьте стеклопластик с "карбоном".
Отправлено 04 мая 2017 - 13:15
В КК я выкладывал расчёт стальной балки. Замените материал с его характеристиками, добавьте стеклопластик с "карбоном".
Не все понимают, что методы расчета от материала не (сильно) зависят - "метро на ведро" да формула Эйлера
Вот получение расчетных характеристик материала может быть нетривиальной задачей...
Отправлено 04 мая 2017 - 15:33
О как всё просто оказывается!
А как быть с тем, что это композит- это не мономатериал, в отличие от стали? А если это сендвич?
Какая хрен разница? Формула Эйлера не понимает что такое сендвич. Она знает размеры, момент инерции и модуль упругости. А как вы получили момент инерции и модуль упругости ей до фонаря.
Если вы хотите учесть нелинейность работы материала, то решайте дифуравнение. Какие проблемы?
Сообщение отредактировал Vada: 04 мая 2017 - 15:36
Отправлено 04 мая 2017 - 16:30
Могут лукавить в рекламных проспектах, но вряд ли - в справочниках. Просто 40-50ГПа - это модуль упругости при продольном нагружении композита из однонаправленного стекловолокна на смоле горячего отверждения. Доступно, в принципе, и для кустарного изготовления при наличии некоторого оборудования и определённой "продвинутости" изготовителя. А модули упругости моноволокна даже выше, чем у алюминия: Е-стекло > 70ГПа, S-стекло - 95ГПа.Модуль упругости алюминиевых сплавов ~70 ГПа. Некоторые производители заявляют модуль упругости стеклопластика 55 ГПа , что уже близко к алюминию. Думаю, они лукавят - 55 это скорее Е стекловолокна.
Ну, если технология "мотать ленточкой", то наверное так и будет.Некоторые стандарты рекомендуют принимать Е=17 ГПа. В реальных изделиях видеть Е >11 не приходилось. Справедливости ради, замечу, что изделия "Сухого" или "Роскосмоса" рвать не довелось. При кустарном изготовлении ожидать модуль упругости больше 4-5 ГПа не приходиться.
Ну, если не на порядок, как вы намекаете, то в разы стеклянная мачта мягче алюминиевой тех же примерно габаритов и веса, с этим особо никто и не спорит.Вот и прикиньте, во сколько раз надо увеличить момент инерции, чтобы получить жесткость изделия из стеклопластика, сопоставимую с жесткостью алюминиевого.
Жесткость при изгибе ЕJ
где
r -расстояние до оси
S -площадь
Каким образом рёбра жёсткости, которые, как я понимаю, идут вдоль оси мачты, уменьшают свободную длину? Вы ведь под ней имеете в виду ту, что в формуле Эйлера стоит? Никак они её не уменьшают. Вот если типа "искусственного бамбука" рёбра жёсткости внутри мачты налепить... вбухав кучу материала, существенно утяжелив изделие и не добавив ему ни процента жёсткости, то да, местную устойчивость мы, формально, повысим. Если верить, что материал мачты работает по-сопроматовски, то есть однороден и изотропен. Однако он не однороден и не изотропен, и местная потеря устойчивости стеклопластика заключается не в локальном прогибе оболочки, как у жестяной трубы, а в том, что теряют устойчивость отдельные, наиболее нагруженные пряди стекловолокна, прогибаясь и разрушая удерживавшую их от чрезмерного прогиба матрицу-смолу. То есть, предельное напряжение при сжатии в стекловолокне ещё не достигнуто, но растягивающее напряжение в окружающей это волокно смоле уже превышает допустимое: смола начинает разрушатся, стекло прогибается фонариком, начинается лавинообразный процесс разрушения. Как этому помешают какие-то рёбра жёсткости, расположенные где-то сбоку от критического участка? Да никак, скорее всего. А может и усугубят ситуацию, способствуя большей неравномерности в распределении напряжений по сечению.А ребра жесткости - они уменьшают свободную длину и обеспечивают местную устойчивость. Ну, слегка добавляют момент инерции.
Тут мы вступаем в противоречие со здравым смыслом, который предполагает, что сравнение ведётся не сферических коней в вакууме, а мачтовых профилей, имеющих вменяемые формы сечений и габариты....Ребра жесткости, торчащие наружу, значительно увеличивают момент инерции и жесткость конструкции. Но тут мы вступаем в противоречие с аэродинамикой
Да, надо считать. И не по сопромату и формуле Эйлера, а современным инструментарием прочнистов, методом конечных элементов на основе уравнений теории упругости и с учётом анизотропности материала.Можно не увеличивать толщину стенки, а вынести тонкую стенку подальше от оси. Вот тут и понадобятся ребра жесткости для уменьшения свободных длин элементов и обеспечения местной устойчивости. Короче, считать надо, что выгодней.
Отправлено 04 мая 2017 - 17:38
Каким образом рёбра жёсткости, которые, как я понимаю, идут вдоль оси мачты, уменьшают свободную длину?
Есть такое понятие как местная устойчивость тонкостенных элементов.
Например, как теряет устойчивость труба. Она сначала начинает "складываться" - сечение становится эллипсовидным, и дальше лавинное обрушение. Внутренние ребра жесткости, если они правильно стоят и их достаточное число (определяется эмпирическим расчетом) несколько противятся этой деформации. Тем самым уменьшают расчетную свободную длину.
Но это все козявки, и существенно не увеличат устойчивость стеклопластиковой мачты. Вес увеличат. Сложность изготовления увеличат. Лучше не будет.
Фигня все это и не стоит 3 страниц обсуждения.
0 пользователей, 0 гостей, 0 скрытых пользователей